JP3993608B2 - Lithographic apparatus and device manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、リソグラフィ装置およびデバイス製造方法に関する。 The present invention relates to a lithographic apparatus and a device manufacturing method.
リソグラフィ装置は、基板の目標部分上に所望のパターンを付ける機械である。リソグラフィ装置は、例えば、集積回路(IC)、フラットパネルディスプレイおよび微細構造を伴うその他のデバイスの製造に使うことができる。従来のリソグラフィ装置では、マスクまたはレチクルとも呼ぶ、パターニング装置を使ってこのIC(またはその他のデバイス)の個々の層に対応する回路パターンを創成してもよい。このパターンを、放射線感応材料(レジスト)の層を有する基板(例えば、シリコンウエハまたはガラス板))上の目標部分(例えば、一つまたは幾つかのダイの一部を含む)に結像することができる。マスクの代りに、このパターニング手段は、回路パターンを創成するために役立つ、個々に制御可能な素子のアレイを含んでもよい。 A lithographic apparatus is a machine that applies a desired pattern onto a target portion of a substrate. A lithographic apparatus can be used, for example, in the manufacture of integrated circuits (ICs), flat panel displays and other devices involving fine structures. In conventional lithographic apparatus, a patterning apparatus, also referred to as a mask or a reticle, may be used to create a circuit pattern corresponding to an individual layer of the IC (or other device). Imaging this pattern onto a target portion (eg including part of one or several dies) on a substrate (eg a silicon wafer or glass plate) having a layer of radiation sensitive material (resist). Can do. Instead of a mask, the patterning means may include an array of individually controllable elements that serve to create a circuit pattern.
一般的に、単一基板が隣接する目標部分のネットワークを含み、それらを順次露出する。既知のリソグラフィ装置には、全パターンをこの目標部分上に一度に露出することによって各目標部分を照射する、所謂ステッパと、このパターンを放射線ビームによって与えられた方向(“走査”方向)に走査することによって各目標部分を照射し、一方、この基板をこの方向に平行または逆平行に同期して走査する、所謂スキャナがある。 In general, a single substrate will contain a network of adjacent target portions that are successively exposed. In known lithographic apparatus, a so-called stepper irradiates each target portion by exposing the entire pattern onto the target portion at once, and the pattern is scanned in the direction given by the radiation beam (the “scan” direction). Thus, there is a so-called scanner that irradiates each target portion while scanning the substrate synchronously in parallel or antiparallel to this direction.
フラットパネルディスプレイの製造では、例えば、基板の異なる領域が別々の全体線量の放射線を受けるように、この基板を露出できることが屡々望ましい。そうすることによって、例えば、ある領域では基板上のレジストを完全に除去し、他の領域ではレジストの厚さを丸ごと残し、およびレジストを部分的に除去した付加的領域を設けることも可能である。 In the manufacture of flat panel displays, it is often desirable to be able to expose the substrate so that, for example, different areas of the substrate receive separate overall doses of radiation. By doing so, it is possible, for example, to completely remove the resist on the substrate in some areas, leave the entire resist thickness in other areas, and provide additional areas where the resist is partially removed. .
この機能を屡々ハーフトーンまたはグレートーン露出と称する。これは、単一露出工程のために行うべき後の製造プロセスで複数の処理工程を可能にする。例えば、あるプロセスは、露出後に完全に露出した基板の部分に適用してもよい。次に、一定の厚さのレジストを、まだレジストによって覆われている領域から除去する。これは、基板の追加の領域を露出するが、レジストが最厚であった領域は露出せず、後に追加の処理工程を今度露出した領域だけに行うことができる。最後に、残りのレジスト全てを、基板全体に処理工程を行う前に除去してもよい。 This function is often referred to as halftone or graytone exposure. This allows multiple processing steps in a later manufacturing process to be performed for a single exposure step. For example, a process may be applied to a portion of the substrate that is fully exposed after exposure. Next, the resist having a certain thickness is removed from the region still covered with the resist. This exposes an additional region of the substrate, but does not expose the region where the resist was thickest, and an additional processing step can later be performed only on the exposed region. Finally, all remaining resist may be removed prior to processing the entire substrate.
グレートーン露出は、基板の個々の部分を異なる時間与えられた強度で露出することによって、個々の部分を同じ時間であるが、異なる強度で露出することによって(その機能を普通グレースケール露出と称する)、またはこれら二つの組合せによって作り出してもよい。 Gray-tone exposure is by exposing individual portions of the substrate at different times for a given intensity, thereby exposing individual portions at the same time but at different intensities (this function is commonly referred to as grayscale exposure). ), Or a combination of the two.
本発明は、基板の異なる領域に異なる放射線量を適用するための方法および装置を提供する。 The present invention provides a method and apparatus for applying different radiation doses to different regions of a substrate.
ここに具体化し且つ広く説明する本発明の原理と矛盾することなく、リソグラフィ装置が放射線の投影ビームを供給するための照明システムを含む。やはり含まれているのは、投影ビームの断面にパターンを付けるのに役立つ個々に制御可能な素子のアレイおよび最初基板を支持するための基板テーブルで、投影システムがパターン化したビームを基板の目標部分上に投影するために含まれていて、この投影システムは、集束素子のアレイを含み、それは、複数の個々に制御可能な素子からのパターン化したビームの放射線を基板上のある領域へ向けるように構成してある。 Consistent with the principles of the invention as embodied and broadly described herein, the lithographic apparatus includes an illumination system for providing a projection beam of radiation. Also included are an array of individually controllable elements that help pattern the cross section of the projection beam and a substrate table for supporting the initial substrate, with the projection system providing the patterned beam to the substrate target. Included for projecting onto a portion, the projection system includes an array of focusing elements that directs a patterned beam of radiation from a plurality of individually controllable elements to an area on the substrate. It is constituted as follows.
従って、与えられた集束素子に関連する個々に制御可能な素子の全てがこの集束素子に高強度の放射線をもたらすようにセットしてあれば、基板上の関連する領域の放射線強度は高く、与えられた露出時間の間に受けた放射線量は比較的高いだろう。この集束素子に関連する個々に制御可能な素子の全てが低強度の放射線をこの集束素子に向けるように(または、好ましくは、放射線を全く向けないように)セットしてあれば、この基板上の領域の放射線強度(および従って与えられた露出時間の放射線量)は低いだろう。 Thus, if all of the individually controllable elements associated with a given focusing element are set to provide high intensity radiation to this focusing element, the radiation intensity of the relevant area on the substrate is high and given The amount of radiation received during the exposure time given will be relatively high. If all of the individually controllable elements associated with the focusing element are set to direct low-intensity radiation to the focusing element (or preferably do not direct any radiation) on the substrate The radiation intensity in this region (and thus the radiation dose for a given exposure time) will be low.
この集束素子に関連する個々に制御可能な素子の幾つかをこの集束素子に高強度の放射線を向けるようにセットし、幾つかをこの集束素子に低強度の放射線を向けるようにセットすることによって、この基板上の関連する領域の放射線強度は、中間値になり、それによって先の二つのセットと同じ露出時間で中間の放射線量を得る。従って、グレースケール制御をもたらすことによって、必要なグレートーン制御を得ることができる。各集束素子に関連する個々に制御可能な素子が多ければ多い程、各集束素子に関連する基板上の各領域に用意できる、放射線強度の可能な中間レベル、またはグレースケールレベルの数が大きい。 By setting some of the individually controllable elements associated with the focusing element to direct high intensity radiation to the focusing element and by setting some to direct low intensity radiation to the focusing element The radiation intensity of the relevant area on this substrate will be an intermediate value, thereby obtaining an intermediate radiation dose with the same exposure time as the previous two sets. Thus, the necessary gray tone control can be obtained by providing gray scale control. The more individually controllable elements associated with each focusing element, the greater the number of possible intermediate or gray scale levels of radiation intensity that can be provided in each region on the substrate associated with each focusing element.
個々に制御可能な素子の各々は、三つ以上の状態にセットできるのが好ましい。例えば、第1状態では、個々に制御可能な素子に向けられた強度の最大割合を関連する集束素子に向ける。第2状態では、個々に制御可能な素子に入射する放射線の最小、好ましくは実質的にゼロ、割合を対応する集束素子に向ける。追加の状態では、個々に制御可能な素子に入射する放射線の、対応する集束素子に向けられる割合が第1および第2状態のそれの間で、どの他の状態とも違う。これによって、追加のグレースケールレベルが得られることを意味する。 Each of the individually controllable elements can preferably be set in more than two states. For example, in the first state, the maximum percentage of intensity directed to individually controllable elements is directed to the associated focusing element. In the second state, a minimum, preferably substantially zero, fraction of the radiation incident on the individually controllable elements is directed to the corresponding focusing element. In an additional state, the proportion of radiation incident on the individually controllable elements directed to the corresponding focusing element is different from that of any of the first and second states. This means that additional grayscale levels can be obtained.
もう一つの好適実施例によれば、個々に制御可能な素子の各々を、それに入射する放射線の、それぞれの状態で関連する集束素子へ向ける割合がその集束素子に関連する他の個々に制御可能な素子の各々のそれと違うように構成してもよい。これは、その上更なるグレースケールレベルが提供されるようにできる。例えば、一つの集束素子に関連する三つの個々に制御可能な素子を備える装置を考慮する。全ての素子が同じ割合の入射放射線をそれらの最大強度状態で集束素子に向けるならば、この集束素子が照射する基板上の領域の強度は、個々に制御可能な素子のどれか一つを最大状態にセットし且つ残りをゼロ放射線をこの集束素子に向ける状態にセットしたのと同じであろう。各素子の最大状態を互いに異なるように用意することによって、これら三つのセットは、この集束素子が照射する基板上の領域に三つの異なる放射線強度、従って与えられた露出時間に対して異なる放射線量またはグレートーンをもたらす。 According to another preferred embodiment, the rate at which each individually controllable element is directed to the associated focusing element in the respective state of the radiation incident on it can be controlled individually by the other individually associated with that focusing element. It may be configured differently from each of the various elements. This can even allow for further grayscale levels to be provided. For example, consider an apparatus with three individually controllable elements associated with one focusing element. If all elements direct the same proportion of incident radiation to the focusing element in their maximum intensity state, the intensity of the area on the substrate that this focusing element irradiates will maximize one of the individually controllable elements. It would be the same as setting the state and setting the rest to direct the zero radiation to this focusing element. By preparing the maximum state of each element to be different from each other, these three sets result in three different radiation intensities in the area on the substrate that this focusing element illuminates, and thus different radiation doses for a given exposure time. Or bring a gray tone.
同じ効果は、個々に制御可能な素子の各々に対して同じ状態(即ち、対応する状態の各々で、個々に制御可能な素子が全て入射放射線の同じ割合を集束素子へ向ける)にすることによって得ることができる。しかし、同時に、各個々に制御可能な素子に入射する放射線を、与えられた集束素子と関連する素子の各々に入射する放射線が異なるように減衰する。その代りに、個々に制御可能な素子の各々から伝播する放射線を、与えられた集束素子と関連する個々に制御可能な素子の各々から放射線のことなる割合がこの集束素子に達するように減衰する。上記の方法の幾つかの組合せも使ってよい。 The same effect is achieved by having the same state for each individually controllable element (ie, each individually controllable element directs the same proportion of incident radiation to the focusing element in each of the corresponding states). Obtainable. At the same time, however, the radiation incident on each individually controllable element is attenuated such that the radiation incident on each of the elements associated with a given focusing element is different. Instead, the radiation propagating from each individually controllable element is attenuated such that a different fraction of the radiation from each individually controllable element associated with a given focusing element reaches this focusing element. . Several combinations of the above methods may also be used.
この装置は、全部で、単一集束素子に関連する基板上の各点が放射線強度を256、512または1024グレースケールレベルのどれか一つにセットできるように構成するのが好ましい。 The apparatus is preferably configured in total so that each point on the substrate associated with a single focusing element can set the radiation intensity to any one of 256, 512 or 1024 gray scale levels.
この装置は、更に、基板の所定の部分を露出しながら、この基板を投影システムに対して実質的に一定の速度で動かすためのアクチュエータを含んでもよい。この基板が投影システムの下を走査するとき、個々に制御可能な素子に対するセットを変えて必要なパターンをもたらす。好適構成で、この装置は、更に、個々に制御可能な素子をセットするための制御装置で、基板上の1点が一つの集束素子によって照射される領域内にある間に個々に制御可能な素子のセットを変えられるように構成した制御装置を含んでもよい。従って、各集束素子によって基板上の1点を露出する時間中に、個々に制御可能な素子に二つの異なるセットを適用することができる。これは、基板上のそのような点が受ける露出線量の付加的制御をもたらす。 The apparatus may further include an actuator for moving the substrate at a substantially constant speed relative to the projection system while exposing a predetermined portion of the substrate. As the substrate scans under the projection system, the set for individually controllable elements is varied to provide the required pattern. In a preferred configuration, the device is further a control device for setting individually controllable elements, which can be individually controlled while a point on the substrate is within the area illuminated by one focusing element. A control device configured to change the set of elements may be included. Thus, two different sets of individually controllable elements can be applied during the time that each focusing element exposes a point on the substrate. This provides additional control of the exposure dose received by such points on the substrate.
例えば、その点の露出の途中でセットを変えるならば、その点が受ける放射線量は、第1セットを全露出時間の間維持したならば受けたであろう放射線量と、第2セットを全時間の間維持したならば受けたであろう放射線量の平均であろう。従って、一つの個々に制御可能な素子を全強度からゼロ強度へ変えるならば、その効果は、個々に制御可能な素子が全露出時間の間半分の強度であったのと同等の露出線量をもたらすことである。それで、中間セットの個々に制御可能な素子をもつ効果は、そのようなセットを個々に制御可能な素子に提供することが可能でなくても再現できる。同様に、個々に制御可能な素子を中間状態にセットできるとしても、付加的中間状態の効果を作り出せる。従って、付加的グレートーンが得られる。 For example, if the set is changed during the exposure of that point, the dose received by that point will be the dose that would have been received if the first set was maintained for the entire exposure time, and the second set would be It would be the average radiation dose that would have been received if maintained for hours. Thus, if one individually controllable element is changed from full intensity to zero intensity, the effect is that the exposure dose is equivalent to that the individually controllable element was half intensity during the entire exposure time. Is to bring. Thus, the effect of having an intermediate set of individually controllable elements can be reproduced without being able to provide such a set for individually controllable elements. Similarly, even if individually controllable elements can be set to an intermediate state, additional intermediate state effects can be created. Thus, an additional gray tone is obtained.
類似の方法で、基板上の各点画異なる集束素子によって照射する二つの領域を通過する場合に、放射線量の制御増加をもたらすことができる。この場合、制御装置が、その点の二つの補助露出(即ち、各集束素子から受けた露出)の各々のために個々に制御可能な素子に異なるセットを提供することができ、この全線量は、二つの補助露出の和であろう。従って、上に説明した状況に類似して、全放射線量は、二つの補助露出時間(即ち、この点が二つの照射領域を通過する時間)に対して第1セットの露出から受けたであろう放射線量と、二つの補助露出時間に対して第2セットの露出から受けたであろう放射線量の平均に相当するだろう。この手法を、全露出線量を制御するための先の方法の何れか、例えば、露出のグレースケール放射線強度を制御するために使ったものと組合わせられることが分るだろう。 In a similar manner, an increased control of the radiation dose can be brought about when passing through two regions illuminated by different focussing elements on each substrate on the substrate. In this case, the controller can provide a different set of individually controllable elements for each of the two auxiliary exposures at that point (ie the exposure received from each focusing element), this total dose being The sum of the two auxiliary exposures. Thus, similar to the situation described above, the total radiation dose would have been received from the first set of exposures for two auxiliary exposure times (ie, the time for this point to pass through the two irradiation areas). It would correspond to the average of the radiation dose that would have been received from the second set of exposures for the brazing radiation dose and for the two auxiliary exposure times. It will be appreciated that this approach can be combined with any of the previous methods for controlling the total exposure dose, such as those used to control the grayscale radiation intensity of the exposure.
本発明の更にもう一つの態様によれば、基板を用意する工程および投影ビームの断面にパターンを付けるために個々に制御可能な素子のアレイを使う工程を含むデバイス製造方法が提供される。やはり含まれているのは、基板の目標部分上にこのパターン化したビームを投影するための投影システムの一部として、集束素子のアレイを使う工程である。各集束素子は、複数の個々に制御可能な素子からのパターン化したビームの放射線を目標部分内の領域へ向けるように構成してある。これらの個々に制御可能な素子は、複数の異なる状態にセットでき、その各々の状態で異なる強度の放射線が個々に制御可能な素子から関連する集束素子へ伝播する。この方法は、更に、個々に制御可能な素子の各々を基板上の上記領域に必要な放射線強度を生じるために必要な状態にセットする工程を含む。 According to yet another aspect of the present invention, a device manufacturing method is provided that includes providing a substrate and using an array of individually controllable elements to pattern a cross section of the projection beam. Also included is using an array of focusing elements as part of a projection system for projecting this patterned beam onto a target portion of the substrate. Each focusing element is configured to direct radiation of the patterned beam from a plurality of individually controllable elements to a region within the target portion. These individually controllable elements can be set in a number of different states, and in each state different intensity radiation propagates from the individually controllable element to the associated focusing element. The method further includes the step of setting each individually controllable element to the state necessary to produce the required radiation intensity in the region on the substrate.
このリソグラフィ装置は、投影システムの最終素子と基板の間のスペースを埋めるように、この基板を比較的屈折率の高い液体、例えば水の中に浸漬する型式でもよい。浸漬液をこのリソグラフィ装置の他のスペース、例えば、マスクと投影システムの最初の素子との間にも加えてよい。浸漬法は、投影システムの開口数を増すためにこの技術でよく知られている。 The lithographic apparatus may be of a type in which the substrate is immersed in a relatively high refractive index liquid, such as water, so as to fill a space between the final element of the projection system and the substrate. An immersion liquid may also be added to other spaces in the lithographic apparatus, for example, between the mask and the first element of the projection system. Immersion techniques are well known in the art for increasing the numerical aperture of projection systems.
本発明の種々の実施例の構造および作用と共に、本発明の更なる実施例、特徴、および利点を以下に添付の図面を参照して詳細に説明する。 Further embodiments, features, and advantages of the present invention, as well as the structure and operation of the various embodiments of the present invention, are described in detail below with reference to the accompanying drawings.
次にこの発明の実施例を、例としてだけ、添付の概略図を参照して説明する。それらの図面で対応する参照記号は対応する部品を指す。 Embodiments of the invention will now be described, by way of example only, with reference to the accompanying schematic drawings. Corresponding reference characters in these drawings indicate corresponding parts.
本発明の以下の詳細な説明は、この発明と整合する実施例を示す添付の図面を参照する。他の実施例が可能であり、この発明の精神および範囲内でこれらの実施例に修正を施してもよい。従って、この詳細な説明は、この発明を限定することを意味しない。そうではなく、この発明の範囲は、添付の請求項が定義する。 The following detailed description of the invention refers to the accompanying drawings that illustrate embodiments consistent with the invention. Other embodiments are possible and modifications may be made to these embodiments within the spirit and scope of the invention. Accordingly, this detailed description is not meant to limit the invention. Rather, the scope of the invention is defined by the appended claims.
当業者には、以下に説明する本発明を、以下に説明するように、ソフトウェア、ハードウェア、ファームウェア、および/または図に示す構成要素の多くの異なる実施態様で実行してもよいことが分るだろう。本発明を実施するためにハードウェアの特殊な制御を伴う実際のソフトウェアコードのどれも本発明を制限しない。それで、本発明の操作挙動を、ここに呈示する詳細のレベルが与えられれば、実施例の修正および変形が可能であるという理解で説明する。 Those skilled in the art will appreciate that the invention described below may be implemented in many different implementations of software, hardware, firmware, and / or components shown in the figures, as described below. It will be. None of the actual software code with special control of the hardware to implement the invention limits the invention. Thus, the operational behavior of the present invention will be described with the understanding that modifications and variations of the embodiments are possible given the level of detail presented here.
背景として、ここで使う“個々に制御可能な素子のアレイ”という用語は、基板の目標部分に所望のパターンができるように、入射放射線ビームにパターン化した断面を与えるために使えるあらゆる手段を指すと広く解釈すべきである。“光バルブ”および“空間光変調器”(SLM)という用語もこの文脈で使うことができる。そのようなパターニング手段の例を以下に提供する。 By way of background, the term “array of individually controllable elements” as used herein refers to any means that can be used to provide a patterned cross-section to an incident radiation beam so that a desired pattern can be formed on a target portion of a substrate. Should be interpreted widely. The terms “light valve” and “spatial light modulator” (SLM) can also be used in this context. Examples of such patterning means are provided below.
プログラム可能ミラーアレイは、粘弾性制御層および反射面を有するマトリックスアドレス可能面を含んでもよい。そのような装置の背後の基本原理は、(例えば)この反射面のアドレス指定された領域が入射光を回折光として反射し、一方アドレス指定されない領域が入射光を未回折光として反射するということである。適当な空間フィルタを使って、上記未回折光を反射ビームから濾過して取除き、回折光だけを基板に達するように後に残すことができる。この様にして、このビームがマトリックスアドレス可能面のアドレス指定パターンに従ってパターン化されるようになる。代案として、フィルタが回折光を濾過して取除き、未回折光を基板に達するように後に残してもよいことが分るだろう。 The programmable mirror array may include a matrix addressable surface having a viscoelastic control layer and a reflective surface. The basic principle behind such a device is (for example) that the addressed area of this reflective surface reflects incident light as diffracted light, while the non-addressed area reflects incident light as undiffracted light. It is. Using a suitable spatial filter, the undiffracted light can be filtered out of the reflected beam, leaving only the diffracted light to reach the substrate later. In this way, this beam becomes patterned according to the addressing pattern of the matrix addressable surface. It will be appreciated that as an alternative, the filter may filter out the diffracted light and leave behind undiffracted light to reach the substrate.
回折光学式マイクロ電気機械(MEMS)デバイスのアレイも対応する方法で使うことができる。各回折光学式MEMSデバイスは、互いに対して変形して入射光を回折光として反射する格子を形成することができる複数の反射リボンを含む。更なる代替実施例は、極小ミラーのマトリックス配置を使用し、適当な局部電界を印加することにより、または圧電作動手段を使うことにより、それらの各々を軸線周りに個々に傾斜することができる。やはり、これらのミラーは、マトリックスアドレス可能で、アドレス指定したミラーが入射放射線ビームをアドレス指定されないミラーと異なる方向に反射する。この様にして、反射ビームをこれらのマトリックスアドレス可能ミラーのアドレス指定パターンに従ってパターン化する。 An array of diffractive optical microelectromechanical (MEMS) devices can also be used in a corresponding manner. Each diffractive optical MEMS device includes a plurality of reflective ribbons that can be deformed relative to each other to form a grating that reflects incident light as diffracted light. A further alternative embodiment uses a matrix arrangement of micromirrors, each of which can be individually tilted about an axis by applying an appropriate local electric field or by using piezoelectric actuation means. Again, these mirrors are matrix addressable, with the addressed mirror reflecting the incident radiation beam in a different direction than the unaddressed mirror. In this way, the reflected beam is patterned according to the addressing pattern of these matrix addressable mirrors.
必要なアドレス指定は、適当な電子手段を使って行える。上に説明した両方の場合に、個々に制御可能な素子のアレイは、一つ以上のプログラム可能ミラーアレイを含むことができる。ここで言及したようなミラーアレイについての更なる情報は、例えば、米国特許第5,296,891号明細書および同第5,523,193号明細書、並びに国際特許出願第WO98/38597号および同第WO98/33096号から集めることができ、それらを参考までにここに援用する。 Necessary addressing can be done using suitable electronic means. In both cases described above, the array of individually controllable elements can include one or more programmable mirror arrays. Further information on mirror arrays as referred to herein includes, for example, US Pat. Nos. 5,296,891 and 5,523,193, and International Patent Application No. WO 98/38597 and No. WO 98/33096, which are hereby incorporated by reference.
プログラム可能LCDアレイ。そのような構成の例は、米国特許第5,229,872号明細書で与えられ、それを参考までにここに援用する。 Programmable LCD array. An example of such a configuration is given in US Pat. No. 5,229,872, which is hereby incorporated by reference.
形態の予備バイアス、光学的近接補正形態、層変異技術および多重露出技術を使う場合、例えば、個々に制御可能な素子のアレイ上に“表示する”パターンは、基板の層にまたは基板の上に結局転写するパターンと実質的に違ってもよいことを理解すべきである。同様に、基板上に結局創成するパターンは、個々に制御可能な素子のアレイ上に任意の一瞬間に作るパターンに対応しなくてもよい。これは、基板の各部分に作る結果パターンを、個々に制御可能な素子のアレイ上のパターンおよび/または基板の相対位置が変る与えられた期間または与えられた露出数に亘って形成する装置の場合かも知れない。 When using form pre-bias, optical proximity correction, layer variation techniques, and multiple exposure techniques, for example, a pattern that “displays” on an array of individually controllable elements is on a layer of a substrate or on a substrate. It should be understood that eventually the pattern to be transferred may differ substantially. Similarly, the pattern that is eventually created on the substrate may not correspond to the pattern that is created at any one time on the array of individually controllable elements. This is a device that forms the resulting pattern on each part of the substrate over a given period or given number of exposures in which the pattern on the array of individually controllable elements and / or the relative position of the substrate changes. It may be the case.
この本文では、ICの製造でリソグラフィ装置を使用することを具体的に参照するかも知れないが、ここで説明するリソグラフィ装置は、集積光学システム、磁区メモリ用誘導検出パターン、液晶ディスプレイパネル、薄膜磁気ヘッド等の製造のような、他の用途があるかも知れないことを理解すべきである。当業者は、そのような代替用途の関係で、ここで使う“ウエハ”または“ダイ”という用語のどれも、それぞれ、より一般的な用語“基板”または“目標部分”と同義と考えてもよいことが分るだろう。 Although this text may specifically refer to the use of a lithographic apparatus in the manufacture of ICs, the lithographic apparatus described here is an integrated optical system, inductive detection pattern for magnetic domain memory, liquid crystal display panel, thin film magnetic It should be understood that there may be other applications, such as the manufacture of heads and the like. Those skilled in the art will consider any term “wafer” or “die” used herein to be synonymous with the more general terms “substrate” or “target portion”, respectively, in the context of such alternative applications. You will find good things.
ここで言及する基板は、露出の前または後に、例えば、トラック(典型的には基板にレジストの層を付け且つ露出したレジストを現像する器具)、計測器具および/または検査器具で処理してもよい。該当すれば、この開示をそのようなおよび他の基板処理器具に適用してもよい。更に、この基板を、例えば、多層ICを創るために、一度を超えて処理してもよく、それでここで使う基板という用語は既に多重処理した層を含む基板も指すかも知れない。 The substrate referred to herein may be processed before or after exposure, for example, with a track (typically a device that applies a layer of resist to the substrate and develops the exposed resist), metrology tool and / or inspection tool. Good. Where applicable, this disclosure may be applied to such and other substrate processing tools. Furthermore, the substrate may be processed more than once, for example to create a multi-layer IC, so the term substrate as used herein may also refer to a substrate that already contains multiple processed layers.
ここで使用する“放射線”および“ビーム”という用語は、紫外(UV)放射線(例えば、365、248、193、157または126nmの波長を有する)および超紫外(EUV)放射線(例えば、5〜20nmの範囲の波長を有する)、並びにイオンビームまたは電子ビームのような、粒子ビームを含むあらゆる種類の電磁放射線を包含する。 As used herein, the terms “radiation” and “beam” refer to ultraviolet (UV) radiation (eg, having a wavelength of 365, 248, 193, 157 or 126 nm) and extreme ultraviolet (EUV) radiation (eg, 5-20 nm). As well as all types of electromagnetic radiation including particle beams, such as ion beams or electron beams.
ここで使う“投影システム”という用語は、例えば使用する露光放射線に対して、または浸漬液の使用または真空の使用のような他の要因に対して適宜、屈折性光学システム、反射性光学システム、および反射屈折性光学システムを含む、種々の型式の投影システムを包含するように広く解釈すべきである。ここで使う“レンズ”という用語のどれも、より一般的な用語“投影システム”と同義と考えてもよい。 As used herein, the term “projection system” refers to refractive optical systems, reflective optical systems, as appropriate, for example, to the exposure radiation used or to other factors such as the use of immersion liquid or the use of vacuum, And should be interpreted broadly to encompass various types of projection systems, including catadioptric optical systems. Any use of the term “lens” herein may be considered as synonymous with the more general term “projection system”.
この照明システムも放射線の投影ビームを指向し、成形し、または制御するための屈折性、反射性、および反射屈折性光学要素を含む、種々の型式の光学要素も包含してよく、そのような要素も以下で集合的または単独に“レンズ”とも呼ぶかも知れない。 The illumination system may also include various types of optical elements, including refractive, reflective, and catadioptric optical elements for directing, shaping, or controlling a projection beam of radiation, such as Elements may also be referred to below collectively or singly as “lenses”.
このリソグラフィ装置は、二つ(二段)以上の基板テーブル(および/または二つ以上のマスクテーブル)を有する型式でもよい。そのような“多段”機械では、追加のテーブルを並列に使ってもよく、または準備工程を一つ以上のテーブルで行い、一方他の一つ以上のテーブルを露出用に使ってもよい。 The lithographic apparatus may be of a type having two (dual stage) or more substrate tables (and / or two or more mask tables). In such “multi-stage” machines, additional tables may be used in parallel, or the preparatory process may be performed on one or more tables, while one or more other tables may be used for exposure.
図1は、この発明の特定の実施例によるリソグラフィ投影装置を概略的に描く。この装置は、放射線(例えば、UV放射線)の投影ビームPBを提供するための照明システム(照明器)ILおよびこの投影ビームにパターンを付けるための個々に制御可能な素子のアレイPPM(例えば、プログラム可能ミラーアレイ)を含む。一般的に、個々に制御可能な素子のアレイの位置は、部材PLに関して固定である。しかし、それは、その代りに部材PLに関して正確に位置決めするために位置決め手段に結合してもよい。 FIG. 1 schematically depicts a lithographic projection apparatus according to a particular embodiment of the invention. The apparatus includes an illumination system (illuminator) IL for providing a projection beam PB of radiation (eg, UV radiation) and an array of individually controllable elements PPM (eg, a program) for patterning the projection beam. Possible mirror array). In general, the position of the array of individually controllable elements is fixed with respect to the member PL. However, it may instead be coupled to a positioning means in order to accurately position with respect to the member PL.
やはり含まれているのは、基板(例えば、レジストを被覆したウエハ)Wを支持し、且つこの基板を部材PLに関して正確に位置決めするために位置決め手段PWに結合された基板テーブル(例えば、ウエハテーブル)WTである。投影システム(“レンズ”)PLが個々に制御可能な素子のアレイPPMによって投影ビームPBに与えたパターンを基板Wの目標部分C(例えば、一つ以上のダイを含む)上に結像するために設けてある。この投影システムは、個々に制御可能な素子のアレイを基板上に結像してもよい。その代りに、この投影システムは、個々に制御可能な素子のアレイの素子がシャッタとして作用する二次源を結像してもよい。この投影システムは、例えば、二次源を作り且つマイクロスポットを基板上に結像するために、マイクロレンズアレイ(MLAとして知られる)も含んでよい。 Also included is a substrate table (eg, a wafer table) that supports a substrate (eg, a resist coated wafer) W and is coupled to positioning means PW to accurately position the substrate with respect to the member PL. ) WT. To image a pattern imparted to the projection beam PB by an array PPM of individually controllable elements by the projection system (“lens”) PL on a target portion C (eg, including one or more dies) of the substrate W Is provided. The projection system may image an array of individually controllable elements on the substrate. Alternatively, the projection system may image a secondary source in which the elements of the array of individually controllable elements act as shutters. The projection system may also include a microlens array (known as MLA), for example, to create a secondary source and image a microspot on the substrate.
ここに描くように、この装置は、反射型である(即ち、個々に制御可能な素子の反射性アレイを有する)。しかし、一般的に、それは、例えば、(個々に制御可能な素子の透過性アレイを備える)透過型でもよい。 As depicted herein, the device is reflective (ie, has a reflective array of individually controllable elements). In general, however, it may for example be transmissive (with a transmissive array of individually controllable elements).
照明器ILは、放射線源SOから放射線のビームを受ける。この線源とリソグラフィ装置は、例えば、線源がエキシマレーザであるとき、別々の存在であってもよい。そのような場合、この線源はリソグラフィ装置の一部を形成するとは考えられず、放射線ビームは、線源SOから、例えば適当な指向ミラーおよび/またはビーム拡大器を含むビーム送出システムBDを使って、照明器ILへ送られる。他の場合、例えば、線源が水銀灯であるとき、線源がこの装置の一部分であってもよい。この線源SOと照明器ILは、もし必要ならビーム送出システムBDと共に、放射線システムと呼んでもよい。 The illuminator IL receives a beam of radiation from a radiation source SO. The source and the lithographic apparatus may be separate entities, for example when the source is an excimer laser. In such a case, the source is not considered to form part of the lithographic apparatus, and the radiation beam is used from the source SO using, for example, a beam delivery system BD including a suitable directing mirror and / or beam expander. And sent to the illuminator IL. In other cases, for example when the source is a mercury lamp, the source may be part of the apparatus. This source SO and illuminator IL may be referred to as a radiation system, together with a beam delivery system BD if necessary.
照明器ILは、ビームの角強度分布を調整するための調整手段AMを含んでもよい。一般的に、この照明器の瞳面での強度分布の少なくとも外側および/または内側半径方向範囲(普通、それぞれ、σ外側およびσ内側と呼ぶ)を調整できる。その上、照明器ILは、一般的に、積分器INおよびコンデンサCOのような、種々の他の部品を含む。この照明器は、その断面に所望の均一性および強度分布を有する、投影ビームPBと呼ぶ、放射線の調整したビームを提供する。 The illuminator IL may include adjusting means AM for adjusting the angular intensity distribution of the beam. In general, at least the outer and / or inner radial extent (commonly referred to as σ outer and σ inner, respectively) of the intensity distribution at the pupil plane of the illuminator can be adjusted. In addition, the illuminator IL typically includes various other components, such as an integrator IN and a capacitor CO. This illuminator provides a conditioned beam of radiation, called the projection beam PB, having the desired uniformity and intensity distribution in its cross section.
ビームPBは、次に、個々に制御可能な素子のアレイPPMと交差する。個々に制御可能な素子のアレイPPMで反射されてから、ビームPBは、レンズPLを通過し、それがこのビームPBを基板Wの目標部分C上に集束する。位置決め手段PW(および干渉計測定手段IF)を使って、基板テーブルWTを、例えば、異なる目標部分CをビームPBの経路に配置するように、正確に動かすことができる。使う場合は、個々に制御可能な素子のための位置決め手段を使って、個々に制御可能な素子のアレイPPMの位置を、例えば走査中に、ビームPBの経路に関して正確に補正することができる。 The beam PB then intersects with an array PPM of individually controllable elements. After being reflected by the array PPM of individually controllable elements, the beam PB passes through the lens PL, which focuses the beam PB onto the target portion C of the substrate W. Using the positioning means PW (and the interferometer measuring means IF), the substrate table WT can be moved precisely, for example so as to place different target portions C in the path of the beam PB. If used, the positioning means for the individually controllable elements can be used to accurately correct the position of the array PPM of individually controllable elements with respect to the path of the beam PB, for example during scanning.
一般的に、物体テーブルWTの移動は、図1にはっきりは示さないが、長ストロークモジュール(粗位置決め)および短ストロークモジュール(精密位置決め)を使って実現する。類似のシステムを使って個々に制御可能な素子のアレイを配置してもよい。その代りに/それに加えて、物体テーブルおよび/または個々に制御可能な素子のアレイが固定位置にあっても、投影ビームが可動で必要な相対運動を得てもよいことが分るだろう。 In general, the movement of the object table WT is realized using a long stroke module (coarse positioning) and a short stroke module (fine positioning), which are not clearly shown in FIG. An array of individually controllable elements may be arranged using a similar system. Alternatively / additionally, it will be appreciated that even if the object table and / or the array of individually controllable elements are in a fixed position, the projection beam may be movable to obtain the required relative motion.
フラットパネルディスプレイの製造に特に適用可能な、更なる代案として、基板テーブルおよび投影システムの位置が固定で、基板をこの基板テーブルに対して動かすように構成してもよい。例えば、基板テーブルが基板をその全域に亘ってほぼ一定の速度で走査するためのシステムを備えてもよい。 As a further alternative, which is particularly applicable to the manufacture of flat panel displays, the position of the substrate table and projection system may be fixed and the substrate may be configured to move relative to the substrate table. For example, the substrate table may comprise a system for scanning the substrate over its entire area at a substantially constant speed.
この発明によるリソグラフィ装置をここでは基板上のレジストを露出するためのものとして説明するが、この発明はこの用途に限らず、この装置をレジストレス・リソグラフィで使うためのパターン化した投影ビームを投影するために使ってもよいことが分るだろう。 Although the lithographic apparatus according to the present invention will be described herein for exposing resist on a substrate, the present invention is not limited to this application and projects a patterned projection beam for use in resistless lithography. You will find that you can use it to do that.
図示する装置は、四つの好適モードで使うことができる。ステップモードでは、個々に制御可能な素子のアレイが全パターンを投影ビームに与え、それを目標部分C上に一度に(即ち、単一静的露出で)投影する。次に基板テーブルWTをXおよび/またはY方向に移動して異なる目標部分Cを露出できるようにする。ステップモードでは、露出領域の最大サイズが単一静的露出で結像する目標部分Cのサイズを制限する。 The illustrated apparatus can be used in four preferred modes. In step mode, an array of individually controllable elements provides the entire pattern to the projection beam and projects it onto the target portion C at once (ie, with a single static exposure). The substrate table WT is then moved in the X and / or Y direction so that a different target portion C can be exposed. In step mode, the maximum size of the exposure area limits the size of the target portion C imaged with a single static exposure.
走査モードでは、個々に制御可能な素子のアレイが与えられた方向(所謂“走査方向”、例えば、Y方向)に速度vで動き得て、それで投影ビームPBがこの個々に制御可能な素子のアレイの上を走査させられ;同時に、基板テーブルWTがそれと共に同じまたは反対方向に速度V=Mvで動かされ、このMはレンズPLの倍率である。走査モードでは、露出領域の最大サイズが単一動的露出での目標部分の幅(非走査方向の)を制限し、一方走査運動の長さが目標部分の高さ(走査方向の)を決める。 In scan mode, an array of individually controllable elements can move at a velocity v in a given direction (so-called “scan direction”, eg, Y direction) so that the projection beam PB can be At the same time, the substrate table WT is moved with it at the speed V = Mv in the same or opposite direction, where M is the magnification of the lens PL. In scan mode, the maximum size of the exposed area limits the width of the target portion (in the non-scan direction) with a single dynamic exposure, while the length of the scanning motion determines the height of the target portion (in the scan direction).
パルスモードでは、個々に制御可能な素子のアレイを本質的に固定し、パルス化した放射線源を使って全パターンを目標部分C上に投影する。基板テーブルWTをほぼ一定速度で動かして投影ビームPBに基板Wを横切る線を走査させるようにする。個々に制御可能な素子のアレイ上のパターンを放射線システムのパルス間で必要に応じて更新し、これらのパルスは、連続する目標部分Cを基板上の必要な場所で露出するように時間が決めてある。従って、投影ビームは、基板のストリップに対して完全なパターンを露出するために基板Wを横切って走査できる。完全な基板を1行ずつ露出するまでこのプロセスを繰返す。 In the pulse mode, the array of individually controllable elements is essentially fixed and the entire pattern is projected onto the target portion C using a pulsed radiation source. The substrate table WT is moved at a substantially constant speed so that the projection beam PB scans a line across the substrate W. The pattern on the array of individually controllable elements is updated as needed between pulses of the radiation system, and these pulses are timed to expose successive target portions C where needed on the substrate. It is. Thus, the projection beam can be scanned across the substrate W to expose a complete pattern for the strip of substrate. This process is repeated until the complete substrate is exposed one row at a time.
連続走査モードがあり、本質的にパルスモードと同じである。例外は、連続走査モードでは、実質的に一定の放射線源を使い、個々に制御可能な素子のアレイ上のパターンを投影ビームが基板を横切って走査し且つそれを露出するとき更新することである。上に説明した使用モードの組合せおよび/または変形または全く異なった使用モードも使ってよい。 There is a continuous scan mode, which is essentially the same as the pulse mode. The exception is that in continuous scan mode, a substantially constant radiation source is used and the pattern on the array of individually controllable elements is updated as the projection beam scans across the substrate and exposes it. . Combinations and / or variations on the above described modes of use or entirely different modes of use may also be employed.
図2は、本発明による装置の一部を表す。特に、それは、個々に制御可能な素子のアレイ10、投影素子のシステム11および放射線を基板13上へ向けるための集束素子のアレイ12を示す。放射線を個々に制御可能な素子のアレイ10から集束素子のアレイ12上へ投影するために代替装置も使ってよいことが分るだろう。個々に制御可能な素子のアレイをビームスプリッタ(投影素子のセット内にそれが放射線の投影ビームを個々に制御可能な素子の反射性アレイ上にテレセントリックに分流し、するとよく知られているようにその反射がこのビームスプリッタを直接通過してこの投影システムの残りの中へ入るように配置してある)によって照射してもよいこと、斜放射線によって照射してもよいこと(図2に示すように)、またはもしそれが透過性構造であれば、直接照射できることも分るだろう。
FIG. 2 represents a part of the device according to the invention. In particular, it shows an
図示するように、個々に制御可能な素子のアレイ10は、個々に制御可能な素子21ないし26を含む。集束素子のアレイ12は、二つの集束素子31、32を含む。三つの個々に制御可能な素子21、22、23からの放射線は、集束素子の一つ32へ向けられ、残りの個々に制御可能な素子24、25、26からの放射線は、他の集束素子31へ向けられる。実際には、この集束素子のアレイが更に多くの集束素子を有することが分るだろう。例えば、この集束素子のアレイは、1025×968の集束素子をアレイで有してもよい。更に、この個々に制御可能な素子のアレイが同様にかなり大きいだろうことが分るだろう。更に、以下に説明するように、個々に制御可能な素子の幾つが集束素子の各々に関連してもよい。
As shown, the array of individually
集束素子31、32の各々は、それに向けられた放射線を基板13上の関連する領域33、34へ集束する。各領域の放射線の強度は、その集束素子に関連する個々に制御可能な素子の各々からのパターン化したビームの部分の強度の和に依存する。従って、集束素子32に関連する基板13上の領域34での放射線は、個々に制御可能な素子21、22、23の各々から伝播する放射線の強度に依存する。個々に制御可能な素子21ないし26の各々は、複数の状態にセットすることができる。単純な状況では、これらの素子を関連する集束素子20上への直接放射か、そうでないかのどちらかにセットしてもよい。従って、それは二つの状態、即ち全強度およびゼロ強度を有する。
Each of the focusing
図2に示す例では、各集束素子に関連する三つの個々に制御可能な素子の各々をセットできることが、一つの集束素子からの放射線が向けられる基板上の領域で四つの異なる放射線強度レベルを提供できる結果となる。特に、全ての素子をゼロ放射線にセットして、この集束素子が照射する基板上の領域がゼロ放射線になるかも知れない。全ての素子を全強度にセットして、この集束素子が照射する基板上の領域に最大強度になるかも知れない。個々に制御可能な素子の一つだけを全強度にセットして、この集束素子が照射する基板上の領域に最大強度の三分の一の強度レベルになるかも知れない。または個々に制御可能な素子の二つを全強度にセットして、この集束素子が照射する基板上の領域に最大強度の三分の二になるかも知れない。 In the example shown in FIG. 2, the ability to set each of the three individually controllable elements associated with each focusing element results in four different radiation intensity levels in the area on the substrate to which the radiation from one focusing element is directed. The result can be provided. In particular, all elements may be set to zero radiation and the area on the substrate irradiated by this focusing element may be zero radiation. All elements may be set to full intensity and may have maximum intensity in the area on the substrate that this focusing element irradiates. Only one of the individually controllable elements may be set to full intensity, resulting in an intensity level that is one third of the maximum intensity in the area on the substrate that this focusing element irradiates. Or two of the individually controllable elements may be set to full intensity, resulting in two-thirds of the maximum intensity in the area on the substrate that this focusing element irradiates.
各集束素子に関連する異なる数の個々に制御可能な素子で、基板上の領域に異なる数の強度レベルまたはグレースケールが得られることが分るだろう。例えば、集束素子当り一つの個々に制御可能な素子で、二つの強度レベルが得られる。二つの素子で、三つのレベルが得られる。上に議論したように、三つの個々に制御可能な素子で、四つのレベルが得られる、等々。図2に示す概略図では、各集束素子に関連する三つの個々に制御可能な素子を、明確さのために、一列に配置して示す。しかし、実際には個々に制御可能な素子を異なる構成に配置してもよいことを理解すべきである。例えば、集束素子当り四つの個々に制御可能な素子を使うならば、これらを正方形構成に配置してもよい。 It will be appreciated that with a different number of individually controllable elements associated with each focusing element, different numbers of intensity levels or gray scales can be obtained in regions on the substrate. For example, with one individually controllable element per focusing element, two intensity levels are obtained. With two elements, three levels are obtained. As discussed above, three individually controllable elements give four levels, and so on. In the schematic shown in FIG. 2, the three individually controllable elements associated with each focusing element are shown in a line for clarity. However, it should be understood that in practice the individually controllable elements may be arranged in different configurations. For example, if four individually controllable elements are used per focusing element, these may be arranged in a square configuration.
先の説明は、放射線を集束素子へ通過させられるか、させられないかの個々に制御可能な素子を使うことに関連した。実際には、幾らかの放射線が個々に制御可能な素子の低強度状態ででも集束素子へ向けられるかも知れないことが分るだろう。言換えれば、個々に制御可能な素子の二つの状態は、比較的高強度状態と比較的低強度状態であろう。 The previous description related to the use of individually controllable elements that allow or not allow radiation to pass through the focusing element. In practice, it will be appreciated that some radiation may be directed to the focusing element even in the low intensity state of the individually controllable element. In other words, the two states of the individually controllable element will be a relatively high strength state and a relatively low strength state.
この発明は、付加的状態にセットできる個々に制御可能な素子に使ってもよい。例えば、これらの素子を一つ以上の中間状態にセットし、高強度レベルと低強度レベルの間の強度の放射線を集束素子へ向けてもよい。例えば、個々に制御可能な素子の各々が高強度レベルと低強度レベルの中間の強度レベルの放射線を作ることができてもよい。 The present invention may be used with individually controllable elements that can be set to additional states. For example, these elements may be set to one or more intermediate states to direct radiation at an intensity between a high intensity level and a low intensity level to the focusing element. For example, each individually controllable element may be capable of producing radiation at an intensity level intermediate between a high intensity level and a low intensity level.
この場合、図2に示すような装置は、この集束素子が照射する基板上の領域に三つの付加的レベルの放射線強度、即ち、最小強度レベルと三分の一強度レベル(上に言及した)の間のもの、この三分の一レベルと三分の二強度レベルの間のもの、およびこの三分の二強度レベルと最大強度レベルの間のものを提供できるだろう。 In this case, an apparatus such as that shown in FIG. 2 has three additional levels of radiation intensity in the area on the substrate irradiated by the focusing element: a minimum intensity level and a third intensity level (as mentioned above). Could be provided between the one-third level and the two-thirds intensity level, and between the two-thirds and the maximum intensity level.
この利点は、各集束素子に関連する個々に制御可能な素子を幾つ使っても当てはまることも分るだろう。更に、各個々に制御可能な素子に付加的制御状態を提供することは、基板上の照射される領域に創成できる強度レベルの数を更に増すことが明白だろう。実際には、各個々に制御可能な素子が、例えば、256までの異なる強度レベルを創成できてもよい。 It will also be appreciated that this advantage applies regardless of the number of individually controllable elements associated with each focusing element. Furthermore, it will be apparent that providing additional control states for each individually controllable element further increases the number of intensity levels that can be created in the illuminated area on the substrate. In practice, each individually controllable element may be able to create up to 256 different intensity levels, for example.
上に説明したようなシステムでは、幾らかの冗長性がある。例えば、基板上の照射される領域の放射線の強度は、これらの個々に制御可能な素子の第1のものを第1状態にセットし、残りの二つを第2状態にセットするならば、個々に制御可能な素子の第2のものを第1状態にセットし、残りの二つを第2状態にセットするのに比べて同じである。 There is some redundancy in a system as described above. For example, if the intensity of radiation in the irradiated area on the substrate is set with the first of these individually controllable elements in the first state and the remaining two in the second state, This is the same as setting the second individually controllable element to the first state and the remaining two to the second state.
従って、一つの集束素子に関連する個々に制御可能な素子の各々は、それらの各状態で、それらが、それらに入射する放射線の強度の異なる割合を関連する集束素子へ向けるように構成してもよい。この場合、照射される基板上の領域で受ける放射線の強度は、例えば、これらの個々に制御可能な素子の第1のものをその最大強度にセットし、残りの個々に制御可能な素子を最小強度にセットするならば、次に個々に制御可能な素子の第2のものをその最大強度にセットし、他の素子を最小強度にセットするとき違うだろう。従って、この例のように、集束素子当り三つの個々に制御可能な素子を使い、各々が三つの異なる状態にセットできるならば、九つの異なる強度レベルが照射される基板の領域に創成されるかも知れない。 Thus, each of the individually controllable elements associated with a focusing element is configured so that in their respective state they direct different proportions of the intensity of the radiation incident on them to the associated focusing element. Also good. In this case, the intensity of the radiation received in the area on the substrate to be irradiated, for example, sets the first of these individually controllable elements to its maximum intensity and minimizes the remaining individually controllable elements. If set to strength, then it would be different when the second individually controllable element is set to its maximum strength and the other elements are set to their minimum strength. Thus, as in this example, if three individually controllable elements are used per focusing element and each can be set to three different states, nine different intensity levels are created in the area of the substrate to be irradiated. May.
上に説明したように、各集束素子に関連する個々に制御可能な素子を、それらに入射する放射線の異なる割合をこの集束素子へそれらの対応する状態の各々で伝達するように構成してもよい。しかし、その代りに、この装置を、一つの集束素子に関連する個々に制御可能な素子の各々に入射する放射線が異なる強度レベルを有するように構成してもよい。これは、例えば、個々に制御可能な素子のアレイに関連する減衰器のアレイを設けることによって達成してもよい。 As explained above, the individually controllable elements associated with each focusing element may be configured to transmit different proportions of the radiation incident on them to this focusing element in each of their corresponding states. Good. Alternatively, however, the apparatus may be configured such that the radiation incident on each individually controllable element associated with one focusing element has a different intensity level. This may be accomplished, for example, by providing an array of attenuators associated with an array of individually controllable elements.
個々に制御可能な素子の第1のものへ向けた入射放射線が、例えば、全く減衰されないかも知れないが、同じ集束素子に関連する他の個々に制御可能な素子の各々に向けた放射線は、異なる量だけ減衰される。従って、個々に制御可能な素子の各々がそれに入射する放射線の同じ割合を集束素子に対応する状態の各々で向けても、個々に制御可能な素子の各々からこの集束素子で受けた放射線は、異なるだろう。 Incident radiation directed to the first of the individually controllable elements may not be attenuated at all, for example, but radiation directed to each of the other individually controllable elements associated with the same focusing element is Attenuated by different amounts. Thus, even though each individually controllable element directs the same proportion of the radiation incident on it in each of the states corresponding to the focusing element, the radiation received on this focusing element from each of the individually controllable elements is It will be different.
従って、前のように、集束素子が照射する基板の領域に付加的強度レベルができる。個々に制御可能な素子に入射する放射線を減衰せずに、その代りにまたはそれに加えて、個々に制御可能な素子の各々からの放射線を個々に制御可能な素子と関連する集束素子との間で減衰してもよいことが分るだろう。 Thus, as before, there is an additional level of intensity in the area of the substrate that is illuminated by the focusing element. Radiation incident on an individually controllable element is not attenuated, but instead, or in addition, between each individually controllable element and the associated focusing element. You will see that it can be attenuated.
上に説明した装置は、集束素子の各々が照射する基板の領域で放射線の強度を制御する方法を提供する。従って、基板上のこれらの領域の各々が与えられた露出時間の間照射されるとき、これらの領域が受ける放射線量を変えることができる。 The apparatus described above provides a method for controlling the intensity of radiation in the region of the substrate that each of the focusing elements irradiates. Thus, when each of these areas on the substrate is irradiated for a given exposure time, the radiation dose received by these areas can be varied.
基板上の各領域が二つの強度の各々で一つずつ、二つの露出を受けるように構成することによって、放射線量の更なる制御をもたらすことができる。例えば、二つの露出の各々が等しい時間の間であれば、この領域が受ける線量は、第1露出の強度レベルを全露出時間の間維持したならば受けたであろう線量と、第2露出の強度レベルを全時間の間維持したならば受けたであろう線量の平均であろう。従って、更なる中間線量を設けることが可能である。更なる露出(即ち、三つ以上)を設けることによって、更なる中間線量レベルを設けられることが分るだろう。 By configuring each region on the substrate to receive two exposures, one at each of the two intensities, further control of the radiation dose can be provided. For example, if each of the two exposures is for an equal time, the dose received by this region will be the dose that would have been received if the intensity level of the first exposure was maintained for the entire exposure time, and the second exposure. Would be the average dose that would have been received if the intensity level was maintained for the entire time. It is therefore possible to provide further intermediate doses. It will be appreciated that additional intermediate dose levels can be provided by providing additional exposure (ie, three or more).
実際には、基板を投影システムに対してアクチュエータによって一定速度で動かしてもよい。この場合、基板上の点に対して、この点が関連する集束素子によって照射される領域を通過する間、個々に制御可能な素子に施したセットを変えることによって、上に議論したような付加的線量制御をもたらしてもよい。例えば、それをこの点が照射領域を通過する途中で変えてもよい。 In practice, the substrate may be moved at a constant speed by an actuator relative to the projection system. In this case, the addition to the point on the substrate as discussed above by changing the set applied to the individually controllable element while it passes through the area illuminated by the associated focusing element. Dose control may be provided. For example, it may be changed while this point passes through the irradiation region.
その代りにまたはそれに加えて、基板上の各点は、この基板が投影システムの下を走査するとき、二つ以上の異なる集束素子によって照射される領域を通過する。この場合、この点が各照射領域を通過するときに、異なる集束素子によって照射した異なる領域に二つの異なる放射線強度レベルをもたらすために、個々に制御可能な素子をセットするための制御装置を設えてもよい。 Alternatively or additionally, each point on the substrate passes through an area illuminated by two or more different focusing elements as the substrate scans under the projection system. In this case, a control device is provided for setting the individually controllable elements in order to bring two different radiation intensity levels to different areas irradiated by different focusing elements as this point passes through each irradiation area. May be.
その結果、この点は、各集束素子によって与えられた時間の間必要な強度レベルで照射され、必要な全体的放射線量レベルを生じるだろう。実際には、例えば、基板上の単一点が異なる集束素子によって照射された数十の異なる領域を通過するかも知れない。従って、各点は、潜在的に数十の独立の露出を受け、多数のグレートーンレベルが発生するのを可能にする。 As a result, this point will be irradiated at the required intensity level for the time given by each focusing element, resulting in the required overall radiation dose level. In practice, for example, a single point on the substrate may pass through tens of different regions illuminated by different focusing elements. Thus, each point potentially undergoes tens of independent exposures, allowing multiple gray tone levels to occur.
放射線量またはグレートーンレベルを制御するための上に議論した手法の任意の組合せを一緒に使ってもよいことが分るだろう。例えば、複数の強度レベルまたはグレースケールを、基板上の各点の複数の補助露出の各々に設けてもよい。 It will be appreciated that any combination of the techniques discussed above for controlling radiation dose or gray tone levels may be used together. For example, multiple intensity levels or gray scales may be provided for each of the multiple auxiliary exposures at each point on the substrate.
図3、図4aおよび図4bは、グレートーン露出制御の利点を示す。図3は、グレートーンなしの露出後の基板40を示す。領域44、45では、レジスト42が完全に除去してあり、次の処理作業の対象であるデバイス層41の対応する部分を露出している。領域43、46では、レジストの全層が原位置に残っていて、それでこのレジストの下のデバイス層の対応する部分が後の処理作業によって冒されない。
Figures 3, 4a and 4b illustrate the benefits of gray tone exposure control. FIG. 3 shows the
図4aは、グレートーンを使う露出後の基板40を示す。レジストが少しも除去されていない領域47、50に加えて、レジストがグレートーン露出によって部分的に除去されている領域48(即ち、この領域は、最少線量と最大線量の間の放射線量を受けた)がある。従って、直ぐ後の処理工程では、デバイス層41の領域49だけが露出され、この処理工程によって冒される。
FIG. 4a shows the exposed
しかし、次に、図4bに示すように、一定の厚さのレジスト42を除去する。これは、部分露出を受けた領域48のデバイス層41を露出するが(既に露出された領域49同様に)、最少露出を受けた領域47、50のデバイス層は露出しない。従って、次の処理工程で、領域48、49は冒されるが領域47、50は冒されない。
However, next, as shown in FIG. 4b, the resist 42 having a certain thickness is removed. This exposes the
従って、1回だけの放射線露出工程の後に、最初の組の処理工程を最初の組の領域に適用でき、第2の組の処理工程を第2の組の領域に適用できる。この様に、グレートーン制御の条件を使って放射線露出工程の要件を軽減することができる。多数のグレートーンレベルを使い、且つ一連の処理工程の間にこのデバイスから一定の均一レベルのレジストを繰返し除去することによって、放射線露出工程数の更なる減少を達成できることが分るだろう。 Thus, after a single radiation exposure step, the first set of processing steps can be applied to the first set of regions and the second set of processing steps can be applied to the second set of regions. In this way, the requirements of the radiation exposure process can be reduced using gray tone control conditions. It will be appreciated that a further reduction in the number of radiation exposure steps can be achieved by using multiple graytone levels and repeatedly removing a uniform level of resist from the device during a series of processing steps.
指定した機能の性能およびその関係を示す機能ビルディングブロックを使って、本発明を上に説明した。これらの機能ビルディングブロックの境界を、ここでは説明の便宜上任意に決めた。代りの境界は、指定した機能およびその関係が適切に機能する限り決めることができる。 The present invention has been described above using functional building blocks that indicate the performance of specified functions and their relationships. The boundaries of these functional building blocks are arbitrarily determined here for convenience of explanation. Alternative boundaries can be determined as long as the specified functions and their relationships function properly.
それで、そのような代りの境界のどれも請求する発明の範囲および精神内にある。当業者には、これらの機能ビルディングブロックをアナログおよび/またはディジタル回路、個別部品、特定用途向け集積回路、ファームウェア、プロセッサ実行適正ソフトウェア等またはそれらの任意の組合せによって実行できることが分るだろう。それで、本発明の広さおよび範囲は、上に説明した実施例のどれによっても制限されるべきでなく、以下の請求項およびそれらの等価物に従ってのみ定義されるできである。 Thus, any such alternate boundaries are within the scope and spirit of the claimed invention. Those skilled in the art will appreciate that these functional building blocks can be implemented by analog and / or digital circuits, discrete components, application specific integrated circuits, firmware, processor-implemented software, etc., or any combination thereof. Thus, the breadth and scope of the present invention should not be limited by any of the above-described embodiments, but can be defined only in accordance with the following claims and their equivalents.
10 個々に制御可能な素子のアレイ
12 集束素子のアレイ
13 基板
21 個々に制御可能な素子
22 個々に制御可能な素子
23 個々に制御可能な素子
24 個々に制御可能な素子
25 個々に制御可能な素子
26 個々に制御可能な素子
31 集束素子
32 集束素子
33 領域
34 領域
C 目標部分
IL 照明システム
PB 投影ビーム
PL 投影システム
PPM 個々に制御可能な素子のアレイ
W 基板
WT 基板テーブル
10 array of individually
Claims (12)
放射線の投影ビームを供給するための照明システム、
前記投影ビームの断面にパターンを付けるのに役立つ個々に制御可能な素子のアレイ、
基板を支持するための基板テーブル、および
前記パターン化したビームを前記基板の目標部分上に投影するための投影システムを含む装置に於いて、
前記投影システムが集束素子のアレイを含み、各集束素子は、当該集束素子に対応づけられる複数の前記個々に制御可能な素子からのパターン化したビームの放射線を前記基板へ向けそれによって基板のある領域を露光するように構成されており、
各集束素子に対応づけられる個々に制御可能な素子の各々は互いに独立に制御され、各集束素子により基板に投影される放射強度が2つ以上の異なる強度レベルのうちの1つに設定されるよう構成されている装置。 A lithographic apparatus comprising:
An illumination system for supplying a projection beam of radiation,
An array of individually controllable elements that help pattern the cross section of the projection beam;
In an apparatus comprising a substrate table for supporting a substrate, and a projection system for projecting the patterned beam onto a target portion of the substrate,
The projection system includes an array of focusing elements, each focusing element directing patterned beam radiation from a plurality of the individually controllable elements associated with the focusing element to the substrate, thereby being on the substrate Configured to expose the area ,
Each individually controllable element associated with each focusing element is controlled independently of each other, and the radiation intensity projected onto the substrate by each focusing element is set to one of two or more different intensity levels. The device is configured as follows .
前記個々に制御可能な素子をセットするための制御信号を提供するための制御装置で、前記基板上の1点が一つの集束素子によって照射される領域内にある間に前記点で受ける放射線の強度を変えるように、前記個々に制御可能な素子のセットを変えるように構成してある制御装置を含む請求項1に記載された装置。 And an actuator for moving the substrate at a substantially constant speed relative to the projection system while exposing a predetermined portion of the substrate, and a control signal for setting the individually controllable elements. A control device for providing the set of individually controllable elements so as to change the intensity of the radiation received at the point while the point on the substrate is in the region irradiated by a single focusing element. The apparatus of claim 1 including a control device configured to change.
前記個々に制御可能な素子をセットするための制御信号を提供するための制御装置で、前記集束素子が照射する複数の領域の放射線強度が、前記領域を通過する、前記基板上の点が前記露出中に所望の全放射線量を受けるようになっているように、前記個々に制御可能な素子に必要なセットをできるように構成してある制御装置を含む請求項1に記載された装置。 Further, the substrate is substantially relative to the projection system such that a given point on the substrate passes through a plurality of regions illuminated by different focusing elements while exposing a predetermined portion of the substrate. And a control device for providing a control signal for setting the individually controllable elements, wherein radiation intensity of a plurality of areas irradiated by the focusing element is determined by A controller configured to allow the individually controllable elements to have the required set so that the points on the substrate that pass through are adapted to receive the desired total radiation dose during the exposure. The apparatus of claim 1 comprising:
照明システムを使って放射線の投影ビームを用意する工程、
前記投影ビームの断面にパターンを付けるために個々に制御可能な素子のアレイを使う工程、
基板の目標部分上に前記パターン化したビームを投影するための投影システムの一部として、集束素子のアレイを使う工程であって、前記集束素子の各々が当該集束素子に対応づけられる複数の前記個々に制御可能な素子からの前記パターン化したビームの放射線を前記目標部分内の対応領域へ向けるように構成してあり、且つ各集束素子に対応する複数の前記個々に制御可能な素子が複数の異なる状態にセットされ、その各々の状態で異なる強度の放射線が対応する複数の前記個々に制御可能な素子から伝播される集束素子のアレイを使う工程、および
2つ以上の放射強度レベルのうちの所望の1つを前記基板上の前記対応領域に生じるように、各集束素子に対応する前記個々に制御可能な素子の各々を独立にセットする工程を含む方法。 A device manufacturing method comprising:
Preparing a projection beam of radiation using an illumination system;
Using an array of individually controllable elements to pattern the cross section of the projection beam;
Using an array of focusing elements as part of a projection system for projecting the patterned beam onto a target portion of a substrate, wherein each of the focusing elements is associated with a plurality of the focusing elements A plurality of individually controllable elements configured to direct radiation of the patterned beam from individually controllable elements to corresponding regions in the target portion, and corresponding to each focusing element; Using an array of focusing elements that are set to different states and in which different intensities of radiation are propagated from the corresponding individually controllable elements in each state; and
Independently setting each of the individually controllable elements corresponding to each focusing element to produce a desired one of two or more radiation intensity levels in the corresponding region on the substrate. Method.
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